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En los organismos multicelulares, un grupo de células está dotado de una función especializada en su actividad biogénica que es esencial para todo el cuerpo. Para cumplir su cometido, cada tejido u órgano expresa una serie de genes relacionados con sus funciones y se comunica con otros tejidos para orquestar sus actividades en el contexto del desarrollo. Para caracterizar este tipo de funciones celulares especializadas y las interacciones entre órganos, tenemos que especificar un grupo de células junto con otros tipos de células que se mantienen intactos en la arquitectura multicelular.
Un ejemplo de tales órganos especializados es un órgano steroidogenic, donde muchos enzimas biosintéticas median los pasos de conversión de colesterol a las hormonas esteroides activos 1. La mayoría de estos genes de enzimas se expresan específicamente en órganos esteroidogénicas, y la ruta de biosíntesis está estrechamente regulada por muchos estímulos externos a través de entradas humorales y entradas neuronales. Una vezsintetizados, las hormonas esteroides se secretan en la hemolinfa y se dirigen a muchos tejidos y órganos para la regulación de la expresión de una variedad de genes 2. Por lo tanto, la acción de una hormona esteroide induce una respuesta sistémica a mantener la homeostasis, el crecimiento y la reproducción.
Para investigar las funciones de la biosíntesis de la hormona esteroide y las acciones pleiotrópicos de las hormonas esteroides, Drosophila melanogaster se puede utilizar como un sistema modelo adecuado. Durante las etapas larvales, la hormona esteroide insecto, ecdiesteroide, se biosintetiza en un órgano endocrino especializada llamada la glándula prothoracic (PG) 3. En el PG, varias enzimas ecdysteroidogenic catalizan específicamente los múltiples pasos de conversión de colesterol a ecdisona, que controla la muda y la metamorfosis en las etapas de desarrollo apropiadas 4. Por lo tanto, se regula un cambio dinámico en el título de ecdiesteroidepor muchas vías de señalización en respuesta a señales ambientales. Por otra parte, en la etapa adulta, ecdiesteroide desempeña papeles esenciales en la fisiología, incluyendo la reproducción, el sueño, la memoria, y la vida útil 5, 6, 7, 8. Se sabe que ecdiesteroide se biosintetiza activamente en el ovario, la regulación de la progresión de la ovogénesis 6, 7, 8, 9, 10, 11. Recientemente hemos informado de que el número de células madre de línea germinal (GSCS) se ve afectada por la señalización de péptido ecdiesteroide y sexo en respuesta a los estímulos de acoplamiento 12.
Las potentes herramientas de D. melanogaster genética y la biología celular, incluyendo información sobre el genoma bien anotado, gen binariosistemas de expresión, y técnicas de ARNi transgénicos, nos han permitido identificar genes esenciales para la biosíntesis de ecdisteroide en el PG y el ovario 13, 14, 15. Una vez identificados los genes ecdysteroidogenic, la regulación transcripcional de estos genes y las localizaciones dinámicas de productos génicos puede ser examinado en la ruta de biosíntesis 16. Para este propósito, la transcripción-PCR cuantitativa en inversa, ARN hibridación in situ, y el análisis inmunohistoquímico se llevan a cabo. La aplicación de estas técnicas incluye una tarea difícil; la elaborada disección de la PG o el ovario. En particular, la PG de la mosca de la fruta es relativamente menor que la de otros insectos (por ejemplo, el gusano de seda y la mosca de golpe), por lo que uno tiene que practicar la habilidad vital de mosca de la fruta de disección para el muestreo. Además, ambos órganos reciben inervación ecdysteroidogenics desde el sistema nervioso central (CNS) 17, 18, 19, 20. Por lo tanto, para los análisis anatómicos precisos, los órganos ecdysteroidogenic deben mantenerse intacta junto con el sistema nervioso central y otros órganos, para no interrumpir sus conexiones neuronales.
Aquí nos proporcionan protocolos para la disección y la visualización de los órganos androgénica en D. melanogaster. El aprendizaje de la técnica de disección es el punto de partida clave para estos experimentos. Además, se puede etiquetar con éxito los órganos esteroidogénicas, así como sus órganos interactivos con varios anticuerpos y líneas Gal4 conductor. Tomando ventaja de estas técnicas, materiales, y la genética, se puede estudiar los mecanismos integrales de la biosíntesis de la hormona esteroide.